JP4885236B2 - Fixed constant velocity universal joint with large bending angle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外側案内溝付き外輪と、内側案内溝付き内輪と、外側案内溝と内側案内溝とから成る内外案内溝対内を案内されるトルクを伝達する複数の球と、円周方向に分布された複数のポケット穴を備えた保持器と、環状ストッパ面を形成する外輪の少なくとも1つの開口と、この外輪開口を貫通し内輪に結合された軸とを有し、ポケット穴内で複数の球が、自在継手の伸張時、共通の自在継手中心平面E内に保持され、自在継手の屈曲時、作動角二等分面上をそれぞれ案内され、自在継手の最大屈曲角βmaxの際、前記軸が環状ストッパ面に突き当たり、その環状ストッパ面に突き当たる軸の母線が開口円錐面を生じている、等速自在継手に関する。この等速自在継手には、公知のあらゆる種類の等速自在継手が含まれ、特に、対向案内溝形自在継手、S字状案内溝形自在継手、ツインボール形自在継手、UF(undercut-free tracks)自在継手、AC(angular contact truck)自在継手が含まれる。 The present invention includes an outer ring with an outer guide groove, an inner ring with an inner guide groove, a plurality of balls for transmitting torque guided in an inner and outer guide groove pair composed of an outer guide groove and an inner guide groove, and a circumferential distribution. A plurality of pocket holes having a plurality of pocket holes, at least one opening of an outer ring forming an annular stopper surface, and a shaft passing through the outer ring opening and coupled to the inner ring. Are held in the common universal joint center plane E when the universal joint is extended, and are guided on the bisector of the operating angle when the universal joint is bent, and when the maximum bending angle β max of the universal joint is The present invention relates to a constant velocity universal joint in which a shaft abuts against an annular stopper surface, and a generatrix of the shaft that abuts against the annular stopper surface forms an open conical surface. This constant velocity universal joint includes all known types of constant velocity universal joints. In particular, opposed guide groove type universal joints, S-shaped guide groove type universal joints, twin ball type universal joints, UF (undercut-free tracks) universal joints and AC (angular contact truck) universal joints.
公知の形式の自在継手において、最大作動屈曲角は、通常、内輪に結合された軸が、その外輪における開口を取り囲む環状面に突き当たることによって制限される。その環状面は、好適には、円錐状に形成され、その円錐の開き角は、軸直径を考慮に入れた作動屈曲角に相当している。 In known types of universal joints, the maximum working bend angle is usually limited by the shaft coupled to the inner ring striking an annular surface surrounding the opening in the outer ring. The annular surface is preferably formed in a conical shape, and the opening angle of the cone corresponds to an operating bending angle taking into account the shaft diameter.
作動屈曲角を高め、これにより、自在継手の用途範囲を広げる、という目標設定において、第1の方式は軸直径を減少することである。軸が既にその強度限界にある場合、トルク伝達容量を低下させねばならず、これは許されない。 In a goal setting to increase the working bend angle and thereby expand the application range of the universal joint, the first method is to reduce the shaft diameter. If the shaft is already at its strength limit, the torque transmission capacity must be reduced, which is not allowed.
第2の方式は、上述の環状面の開き角を増大することにある。しかしこれによって、同時にそれぞれの外側案内溝の無効長手案内領域が自在継手屈曲時に短縮され、その場合、案内溝表面と環状ストッパ面との間に形成された案内溝終縁が、内輪に向けて内側に引き入れられる。これは、所望の増大された屈曲角において、相応した球が、屈曲平面においてあるいはその近くで外側案内溝から飛び出し、このために、自在継手が分解する結果を引き起こす。 The second method is to increase the opening angle of the annular surface. However, at the same time, the invalid longitudinal guide area of each outer guide groove is shortened when the universal joint is bent. In this case, the guide groove end edge formed between the guide groove surface and the annular stopper surface is directed toward the inner ring. Pulled inward. This causes the corresponding spheres to jump out of the outer guide groove at or near the bending plane at the desired increased bending angle, thus causing the universal joint to disassemble.
本発明の課題は、増大された大きな自在継手屈曲角を有し、最大作動屈曲角において機能性を維持する等速自在継手を提供することにある。そのための解決方式は、自在継手の最大屈曲角の際、少なくとも1個の球が、外輪の開口において外側案内溝から、それぞれ外輪の軸線方向に関して、この球の中心Mが自在継手中心平面Eから軸平行距離L1を有し、開口円錐面から軸平行距離L3を有するほどに突出し、そのL1/L3が2.9未満であり、特に2.5未満であることにある。この場合特に、自在継手の最大屈曲角の際、少なくとも1個の球が、その保持器のポケット穴の内部に保持されるようにされている。本発明に基づく解決策によって一方で、その都度の屈曲平面内に位置し外輪の開口側に移動する球が、その横断面においてその外側案内溝における減少された抱き込み角を有し、一層屈曲した際、外輪との接触を完全に失うという問題を甘受する。このために、自在継手平面の近くでその球のトルク伝達力が低下する、しかし同時に、横断面で見て最良の抱き込み角から抜け出たこの球の保持器および外輪からの脱落が防止される。この場合、自在継手の屈曲は、抱き込み角αが屈曲平面において0°まで減少されるかそれ以上に減少される限りにおいて増大されるようにしなければならない。一層の屈曲の際、球は外輪から、この球が外側案内溝との接触を失うほどに突出する。この場合特に、自在継手の最大屈曲角βmaxの際、少なくとも1個の球が、外輪の開口において外側案内溝から、球の中心Kが自在継手中心平面Eから、自在継手中心平面Eから外側案内溝の案内溝終縁までの軸平行距離L4より大きい軸平行距離L1を有するほどに突出し、従って、L1>L4である、ようにされている。その場合、L1>L4であると同時にL1/L3が2.2未満であることが有利である。 It is an object of the present invention to provide a constant velocity universal joint that has an increased large universal joint flexion angle and maintains functionality at the maximum operating flexion angle. The solution for this is that at the maximum flexion angle of the universal joint, at least one sphere moves from the outer guide groove at the opening of the outer ring and the center M of this sphere from the central plane E of the universal joint with respect to the axial direction of the outer ring. It has an axial parallel distance L 1 and projects so as to have an axial parallel distance L 3 from the opening conical surface, and its L 1 / L 3 is less than 2.9, particularly less than 2.5. In this case, in particular, at the maximum bending angle of the universal joint, at least one sphere is held inside the pocket hole of the cage. By means of the solution according to the invention, on the other hand, a sphere located in the respective bending plane and moving to the opening side of the outer ring has a reduced embracing angle in its outer guide groove in its cross section and is bent further When you do this, you accept the problem of completely losing contact with the outer ring. This reduces the torque transmission force of the sphere near the plane of the universal joint, but at the same time prevents the sphere from falling out of the best holding angle when viewed in cross section from the cage and outer ring. . In this case, the bending of the universal joint must be increased as long as the embracing angle α is reduced to 0 ° or more in the bending plane. Upon further bending, the sphere protrudes from the outer ring so that the sphere loses contact with the outer guide groove. In this case, in particular, at the maximum bending angle β max of the universal joint, at least one sphere is outside the outer guide groove at the opening of the outer ring, the center K of the sphere is outside the universal joint center plane E, and outside the universal joint center plane E. It protrudes so that it has an axial parallel distance L 1 larger than the axial parallel distance L 4 to the guide groove end edge of the guide groove, and therefore, L 1 > L 4 . In that case, it is advantageous that L 1 > L 4 and L 1 / L 3 is less than 2.2.
案内溝断面形状に応じて、上述の球は、(外輪における外側案内溝が円弧形の断面によって規定されているとき)案内溝終縁に沿って線接触し、あるいは(外輪における外側案内溝が楕円形の断面によって規定されているとき)二点接触する。 Depending on the cross-sectional shape of the guide groove, the sphere mentioned above makes a line contact along the end of the guide groove (when the outer guide groove in the outer ring is defined by an arc-shaped cross section) or (outer guide groove in the outer ring) Two points of contact (when defined by an oval cross section).
通常、最大屈曲角は、内輪に結合された軸が外輪の環状ストッパ面に突き当たることによって制限されるようにされている。この場合、代表的にはストッパ面は円錐状に外側に継手開口に向けて開かれている。 In general, the maximum bending angle is limited by the shaft coupled to the inner ring striking the annular stopper surface of the outer ring. In this case, the stopper surface is typically opened conically outwardly toward the joint opening.
最大作動屈曲角より大きくなければならない組立角において保持器のポケット穴に球をはめ込むことを可能にするために、軸が内輪に差込み継手で結合され、その場合、軸はすべての球の組立後にはじめて内輪に差し込まれ固定される、ようにされている。続いて運転中に最大作動屈曲角の際、屈曲平面内に位置する球の分解を確実に防止するために、種々の手段が採用されている。好適には、自在継手の最大屈曲角の際、少なくとも1個の球が、外側案内溝の案内溝終縁および対応したポケット穴の外周縁によって保持されていることを提案する。いずれの場合にも、自在継手の最大屈曲角の際、ポケット穴の外周縁と外側案内溝の案内溝終縁との間の開口幅Sが、自在継手の縦断面において球直径DBより小さい、という条件を守らねばならない。 In order to be able to fit the ball into the pocket hole of the cage at the assembly angle which must be greater than the maximum working bend angle, the shaft is inserted into the inner ring and joined with a joint, in which case the shaft is assembled after assembly of all the balls For the first time, it is inserted into the inner ring and fixed. Subsequently, various means are employed to reliably prevent the sphere located in the bending plane from being decomposed at the maximum working bending angle during operation. Preferably, it is proposed that at the maximum flexion angle of the universal joint, at least one sphere is held by the guide groove end edge of the outer guide groove and the outer peripheral edge of the corresponding pocket hole. In any case, at the maximum bending angle of the universal joint, the opening width S between the outer peripheral edge of the pocket hole and the guide groove end edge of the outer guide groove is smaller than the spherical diameter DB in the longitudinal section of the universal joint. You must observe the condition.
本発明に基づく自在継手の第1グループにおいて、外側案内溝と内側案内溝から成る内外案内溝対の少なくとも一部が、自在継手の伸張時、自在継手中心平面Eにおいて外輪の底部に向けて開いている、ようにされている。上述の自在継手グループには、外側案内溝と内側案内溝から成るすべての内外案内溝対が、自在継手の伸張時、自在継手中心平面において外輪の底部に向けて開いているような自在継手も含まれる。 In the first group of universal joints according to the present invention, at least a part of the inner and outer guide groove pairs comprising the outer guide groove and the inner guide groove opens toward the bottom of the outer ring in the universal joint center plane E when the universal joint is extended. Have been. The universal joint group described above includes universal joints in which all the inner and outer guide groove pairs consisting of the outer guide groove and the inner guide groove are open toward the bottom of the outer ring in the universal joint center plane when the universal joint is extended. included.
この第1グループの自在継手について、XX状対向案内溝形自在継手およびS字状案内溝形自在継手と呼ばれる。 The universal joints of this first group are called XX-shaped opposed guide groove universal joints and S-shaped guide groove universal joints.
特別な実施態様において、内外案内溝対の前記一部の外側案内溝が、外輪開口に向けて半径方向外側に広がり、内外案内溝対の前記一部の内側案内溝が、底部に向けて半径方向外側に高くなっている、ようにされている。この場合特に、内外案内溝対の前記一部の外側案内溝および内側案内溝が、それぞれ縦断面でS字状に延びていることが有効である。 In a special embodiment, the part of the outer guide groove of the inner / outer guide groove pair extends radially outward toward the outer ring opening, and the part of the inner guide groove of the inner / outer guide groove pair has a radius toward the bottom. It seems to be higher on the outside in the direction. In this case, in particular, it is effective that the part of the outer guide grooves and the inner guide grooves of the pair of inner and outer guide grooves extend in an S shape in the longitudinal section.
この自在継手の特別な実施態様において、2つの内外案内溝対のそれぞれの中心線が互いに平行な平面内を延びている、ようにされている。これにより、いわゆるツインボール形自在継手と呼ばれる。 In a special embodiment of this universal joint, the respective centerlines of the two inner and outer guide groove pairs extend in planes parallel to each other. This is called a so-called twin ball type universal joint.
本発明に基づく自在継手の第2グループにおいて、外側案内溝と内側案内溝から成る内外案内溝対の少なくとも一部が、自在継手の伸張時、自在継手中心平面において外輪開口に向けて広がっている、ようにされている。これは一方ではXX状対向案内溝形自在継手も含んでいる。この内外案内溝対形状が外側案内溝と内側案内溝から成るすべての内外案内溝対に関係する限りにおいて、それはAC自在継手あるいはUF自在継手である。 In the second group of universal joints according to the present invention, at least a part of the inner / outer guide groove pair composed of the outer guide groove and the inner guide groove extends toward the outer ring opening in the center plane of the universal joint when the universal joint is extended. , Has been so. On the one hand, this also includes an XX-shaped counter-guide groove universal joint. As long as this inner / outer guide groove pair shape is related to all inner / outer guide groove pairs composed of outer guide grooves and inner guide grooves, it is an AC universal joint or a UF universal joint.
なお、外輪の底部について言及するに、その底部とは常に、入口開口に対して軸方向で軸に対して反対側の面を意味し、それがたとえ外輪の他の開口を有するときでも意味する。 It should be noted that when referring to the bottom of the outer ring, that bottom always means the surface axially opposite the inlet opening and opposite the axis, even when it has other openings in the outer ring. .
本発明の有利な複数の実施例が図示され、未満これらの実施例について詳細に説明する。 Advantageous embodiments of the present invention are illustrated and will be described in detail below.
図1に、本発明に基づく固定式等速自在継手が最大屈曲角において縦断面図で示されている。その自在継手は、底部13とこの底部13に一体成形されたジャーナル14とを備えた外輪(継手外側部分)12を有し、これによっていわゆる単体ブロック自在継手として形成されている。外輪12においてその底部13に対向する位置に開口15が存在している。さらに自在継手は差込み孔17を備えた内輪(継手内側部分)16を有し、その差込み孔17に外輪開口15を貫通する軸18がはめ込まれている。この自在継手は対向案内溝形自在継手として形成され、図の上側半部に、外輪12における第1外側案内溝211と、内輪16における第1内側案内溝221が示されている。またこの自在継手は、図の下側半部において、外輪12における第2外側案内溝212、内輪16における第2内側案内溝222を有している。各内外案内溝対211、221;212、222にそれぞれ複数のトルク伝達球251、252がはめ込まれている。これらの球は、保持器27の共通の断面平面内に保持され、それらの球はそれぞれ円周方向に分布されたポケット穴28内に置かれている。対向案内溝形自在継手の定義に応じて、自在継手の伸張時、第1内外案内溝対211、221は自在継手中心平面Eにおいて底部13に向けて開き、他方で、自在継手の伸張時、第2内外案内溝対212、222は自在継手中心平面Eにおいて外輪開口15に向けて開いている。この場合、第1内外案内溝対211、221は、逆向きの案内溝開口付きのS字状案内溝の様式で形成され、その第1外側案内溝211は、中心Z2を中心とする半径の円弧を描き、この円弧は、外輪開口15の近くで反向半径の円弧に連続して移行し、他方で、第1内側案内溝221は、自在継手の伸張時、中心Z1を中心とする半径の円弧を描き、この円弧は、底部13に向けて反対向き半径の円弧に連続して移行し、これによって、互いに対称なS字状案内溝形状が存在している。中心Z1、Z2は自在継手中心平面Eに対して逆向きに同じ距離だけ軸方向にずれている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fixed type constant velocity universal joint according to the present invention at a maximum bending angle. The universal joint has an outer ring (joint outer portion) 12 including a
第2内外案内溝対212、222はS字状ストッパ付きAC(angular contact truck)自在継手の案内溝の様式で形成され、その第2外側案内溝212は主に中心Z2を中心とする半径の円弧を描き、この円弧は、外輪開口15の近くで反対向き半径の円弧に連続して移行し、他方で、第2内側案内溝222は、自在継手の伸張時に主に、中心Z1を中心とする半径の円弧を描き、この円弧は底部13に向けて反対向き半径の円弧に連続して移行している。案内溝終端部位はそれぞれ上述の円弧と異なって延びる。自在継手の円周にわたって、第1内外案内溝対211、221と第2内外案内溝対212、222は交互に存在している。
The second inner / outer
外輪12の軸線A12と内輪16の軸線A16との成す最大作動屈曲角βmaxで表される自在継手の図示された最大屈曲位置において、軸18はその母線(外周面)37が継手開口15を取り囲む環状ストッパ円錐面29に突き当たり、そのようにして、屈曲角を制限している。この位置において、第1外側案内溝211における屈曲平面内に位置する球251はその軸方向最外側位置に到達しており、この場合、球251と第1外側案内溝211との円周接触角は、伸張された自在継手の場合あるいは小さな屈曲角の場合よりも小さい。屈曲平面において第1外側案内溝211から部分的に突出した球251の位置は、外輪の長手軸線A12に対して平行方向における自在継手中心平面Eから球中心Kまでの距離L1と、同様に外輪の長手軸線A12に対して平行方向における外輪開口円錐面Fから球中心Kまでの距離L3によって規定される。本発明に基づいて、L1とL3の商は<2.9である。L1とL3の差は、球中心Kを通過する軸平行線の外輪開口円錐面Fとの交点Dから自在継手中心平面Eまでの水平距離L2である。外輪開口円錐面Fは、軸18の母線37によって形成され、環状ストッパ面29の開き角と一致している。
In the illustrated maximum bending position of the universal joint represented by the maximum operating bending angle β max formed by the
本発明に基づく構成は、外輪12の軸線A12に対する内輪16の軸線A16の増大された屈曲を許すストッパ面29の拡大された円錐角によって決定されている。ここでは例えば第1球251を備えた第1内外案内溝対211、221について示されたものと同じ事象が、対向案内溝原理に相当しない自在継手の場合、逆向きに同じ平面に屈曲された自在継手における第2球252に対する第2内外案内溝対212、222でも生ずる。
The configuration according to the invention is determined by the enlarged cone angle of the
図2には図1a)が繰り返し示され、従って、符号とその機能についての説明は省略する。自在継手中心平面Eから球中心Kまでの水平距離L1の計算式は、長手軸線A12から球中心Kまでの半径方向距離RBと最大作動屈曲角βmaxとを組み入れて、次のように成り立つ。
図3には図1a)が繰り返し示され、従って、符号とその機能についての説明は省略する。自在継手中心平面Eから衝突点Dの水平距離L2の計算式は、長手軸線A12から球中心Kまでの半径方向距離RBと、軸18の直径DWと、最大作動屈曲角βmaxとを組み入れて、次のように成り立つ。
図4における2つの図に、図1a)における自在継手が同じように示され、従って、符号とその機能についての説明は省略する。なお、最大作動屈曲角βmaxにおいて、屈曲平面におけるポケット穴28の外周縁33と外側案内溝終縁32との最大間隔Sは、球251の直径DBより小さく、従って、次式が当てはまる。
図5の図a)に、図1a)における自在継手が同じように示され、従って、符号とその機能についての説明は省略する。屈曲平面において突出した球251の接点は案内溝終縁32に位置し、この案内溝終縁32は外側案内溝211の案内溝表面と環状ストッパ面29との間に形成され、その案内溝終縁32との球外側接点T1、T2は、縦断平面の前ないし後ろに位置している。この位置においてなお有効な球に対する外側案内溝抱き込み角は、屈曲平面から両側に向かってそれぞれ角度αである。この案内溝抱き込み角αは、横断面図における案内溝全開き角の部分角しか形成していない。図示された位置において、球251はなお内側案内溝221の全抱き込み横断面内に保持されている。
The universal joint in FIG. 1a) is shown in the same way in FIG. 5a), so the description of the reference numerals and their function is omitted. The contact point of the
屈曲平面に位置する突出した球251の図5に示された状態が、図6に異なった大きさの最大屈曲角において示されている。ここでは、案内溝の半部における球外側接点T1とその案内溝抱き込み角αしか示されていない。
Shown in Figure 5 of the protruded
図6a)の第1の例では、本発明に基づく最大作動屈曲角は比較的小さく、これにより、球外側接点T1が外輪開口円錐面Fにおいて比較的深く位置し、L3が小さな値となっている。しかし、抱き込み角は外側案内溝の全横断面をもはや含まず、既に小さくなっている。 In the first example of FIG. 6a), the maximum operating bending angle according to the present invention is relatively small, thereby, relatively deep position Tamasotogawa contacts T1 is in the outer ring opening conical surface F, is L 3 is a small value ing. However, the entrapment angle no longer includes the entire cross section of the outer guide groove and is already small.
図6b)の第2の例では、より大きな最大作動屈曲角が示され、その場合、L3はより大きくなり、外側案内溝抱き込み角αは、球外側接点T1まで非常に小さくなっている。この場合、L3および従ってL1は非常に大きくなっている。この場合、球251のトルク伝達力は以前より小さくなっている。
In the second example of FIG. 6b), a larger maximum working bend angle is shown, in which case L 3 is larger and the outer guide groove entrapment angle α is very small to the sphere outer contact T1. . In this case, L 3 and thus L 1 is very large. In this case, the torque transmission force of the
図6c)の第3の例では、もっと大きな最大作動屈曲角が示され、その場合、L3はそのようにして一層増大され、外側案内溝抱き込み角αははじめて零となり、そして球は外輪との接触を完全に失っている。この場合、球251のトルク伝達力は零となっている。外輪縁と保持器のポケット穴外周縁との間隔Sが依然として球直径DBより小さいので、この位置においても、球はなお外輪内に保持される。
In the third example of FIG. 6c), a larger maximum working bend angle is shown, in which case L 3 is further increased in this way, the outer guide groove entrapment angle α is zero for the first time, and the sphere is the outer ring. I have completely lost contact. In this case, the torque transmission force of the
図7〜図9について以下共通して説明する。なお各図に図1と同じような自在継手が示され、図2および図3と同様に、幾つかの主要な単位しか示されていない。その点については上述の説明を参照されたい。自在継手をそれぞれ最大作動屈曲角βmaxで示している各図において、自在継手中心平面Eから球中心Kまでの軸平行距離L1のほかに、それぞれ自在継手中心平面Eから外側案内溝終縁32までの軸平行距離L4が示されている。自在継手の異なった設計に基づいて、図7ではL4>L1、図8ではL4=L1、図9ではL4<L1である。これによって、球はその中心Kが図7では、外側案内溝のほんの僅か外側に位置し、図8では、かなり外側に位置し、図9では、球断面の大部分は案内溝終縁を越えて外側球案内溝から出ている。図7と図8の実施例における球は異なった減少程度でなおトルクを伝達するが、図9の実施例ではトルク伝達は行われない。 7 to 9 will be described in common below. In each figure, a universal joint similar to that in FIG. 1 is shown, and only some major units are shown as in FIGS. Refer to the above description for this point. In each drawing showing the universal joints with the maximum operating bending angle β max , in addition to the axial parallel distance L 1 from the universal joint center plane E to the sphere center K, the outer guide groove end edge from the universal joint center plane E, respectively. An axial parallel distance L 4 up to 32 is shown. Based on the different designs of the universal joint, L 4 > L 1 in FIG. 7, L 4 = L 1 in FIG. 8, and L 4 <L 1 in FIG. Thereby, the sphere has its center K located slightly outside the outer guide groove in FIG. 7, considerably outside in FIG. 8, and in FIG. 9, most of the sphere cross-section extends beyond the end of the guide groove. Out of the outer sphere guide groove. The spheres in the embodiment of FIGS. 7 and 8 still transmit torque with different degrees of reduction, but no torque transmission is performed in the embodiment of FIG.
図10に、図1〜図9に応じた自在継手が、6個の球を備えた形態において伸張した状態で示されている。同一物に図1と同一符号が付され、それらについては上述の説明を参照されたい。それぞれ案内溝基準線および案内溝中心線(図示せず)にも関連する第1外側案内溝211と第1内側案内溝221のS字状案内溝の形状が理解できる。案内溝中心線はそれぞれ自在継手中心平面Eに関して鏡面対称となっている。自在継手中心平面Eにおいて第1内外案内溝対211、221は底部13に向かって開いている。
FIG. 10 shows the universal joint according to FIGS. 1 to 9 in an expanded state in the form with six spheres. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the above description should be referred to. The shapes of the S-shaped guide grooves of the first
第2外側案内溝212と第2内側案内溝222から成る第2内外案内溝対は主に、中心が軸方向にずれた円弧から成り、これらの円弧に外輪開口15の近くでそれぞれ反対向きの半径の円弧が連続して続いている。この場合も、案内溝底および同様に案内溝中心線(図示せず)に、自在継手中心平面Eに関して互いに対称的である案内溝形状が生じている。第2内外案内溝対212、222は自在継手中心平面Eにおいて開口15の側に向かって開いている。
The second inner / outer guide groove pair consisting of the second
図11に、図10における自在継手が屈折縦断面図で示され、そこで追加的に、保持器27と一方では外輪12との間および他方では内輪16との間にそれぞれ半径方向の隙間が存在することが理解できる。これは、球に作用する案内溝からの力が交互に相殺され、これにより、保持器が自在継手部品(13、16)に直に軸方向に接触支持される必要がないことによって可能となる。
FIG. 11 shows the universal joint in FIG. 10 in a refractive longitudinal section, in which additionally there are radial gaps between the
図12に、図1〜図9に応じた自在継手が、8個の球を備えた形態において伸張した状態で示されている。同一物に図1と同一符号が付され、それらについては上述の説明を参照されたい。それぞれ案内溝基準線および案内溝中心線(図示せず)にも関連する第1内側案内溝211と第1内側案内溝221のS字状案内溝の形状が理解できる。案内溝中心線はそれぞれ自在継手中心平面Eに関して鏡面対称となっている。自在継手中心平面Eにおいて第1内外案内溝対211、221は底部13に向かって開いている。
FIG. 12 shows the universal joint according to FIGS. 1 to 9 in an expanded state in the form with eight spheres. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the above description should be referred to. The shapes of the S-shaped guide grooves of the first
第2外側案内溝212と第2内側案内溝222から成る第2内外案内溝対は主に、中心が軸方向にずれた円弧から成り、これらの円弧に外輪開口15の近くでそれぞれ反対向き半径の円弧が連続して続いている。この場合も、案内溝底および同様に案内溝中心線(図示せず)に、自在継手中心平面Eに関して互いに対称的である案内溝形状が生じている。第2内外案内溝対212、222は自在継手中心平面Eにおいて開口15の側に向かって開いている。
The second inner / outer guide groove pair consisting of the second
図1〜図12に挙げられた自在継手構造は、SX自在継手と略称される。 1 to 12 is abbreviated as an SX universal joint.
以下において、上述の図における対向案内溝形自在継手と異なっている自在継手構造について説明する。しかしこの自在継手構造にも、本発明の対象がその主要な特徴について制限されずに利用でき、これについて再度特に図示し説明する必要はない。 In the following, a universal joint structure different from the opposed guide groove type universal joint in the above-mentioned figure will be described. However, the object of the present invention can also be used for this universal joint structure without limiting its main features, and it is not necessary to show and explain this again.
図13に、上述の図10〜図12に類似した対向案内溝形自在継手が示され、この場合、S字状形状の案内溝が存在していない。むしろ、第1外側案内溝211と第1内側案内溝221はそれぞれ主に軸方向にずれた中心Z1、Z2を中心とする円弧によって形成され、第2外側案内溝212と第2内側案内溝222も同様に中心Z1、Z2を中心とする円弧によって形成されている。この場合、第1内外案内溝対211、221が自在継手中心平面Eにおいて底部13に向かって開き、これによって、球へのトルク作用下でこの球に向けられた軸方向力が作用し、他方では、第2内外案内溝対212、222が自在継手中心平面Eにおいて外輪開口15に向かって開き、これによって、第2球252に外輪開口15の方向に向いた軸方向力が作用する。保持器が軸方向において必ずしも自在継手部品(12、16)に直に接触支持される必要がないように、球に働く力が円周にわたって均等になっている。
FIG. 13 shows an opposing guide groove-shaped universal joint similar to the above-described FIGS. 10 to 12, and in this case, there is no S-shaped guide groove. Rather, the first
図14に、6個の球を備えた等速自在継手が示され、上述した図と同一物に同一符号が付されている。すべての内外案内溝対が円周にわたって互いに同じに形成され、その場合、外側案内溝21および内側案内溝22はその形状が、図1における第1内外案内溝対(211、221)に相当している。従って、これは逆向き案内溝開口付きのS字状案内溝であり、即ち、その内外案内溝対が自在継手中心平面Eにおいて底部13に向かって開いている。
FIG. 14 shows a constant velocity universal joint having six spheres, and the same reference numerals are given to the same components as those described above. All the inner and outer guide groove pairs are formed to be identical to each other over the circumference. In this case, the
図15に、図10における自在継手が示され、即ち、六球式SX自在継手の様式における自在継手が最大屈曲位置において示されている。同一物に図1と同一符号が付され、それらについては上述の説明を参照されたい。すべての内外案内溝対21、22はその形成が図1における第1内外案内溝対(211、221)に相当している。1個の球25が屈曲平面(0)において、この球25の脱落を可能とすることなく、球25が外輪との接触を完全に失うほどにその外側案内溝21から突出していることが理解できる。トルク伝達は残り5個の球(1〜5)によって主に行われる。
FIG. 15 shows the universal joint in FIG. 10, i.e. the universal joint in the form of a six-ball SX universal joint in the maximum bending position. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the above description should be referred to. The formation of all the inner and outer guide groove pairs 21 and 22 corresponds to the first inner and outer guide groove pairs (21 1 and 22 1 ) in FIG. It is understood that one
図16に、8個の球を備えた等速自在継手が示され、同一物に上述の図と同一符号が付されている。すべての内外案内溝対は円周にわたって互いに同じに形成され、その場合、外側案内溝21および内側案内溝22はその形状が、図1における第1内外案内溝対(211、221)に相当している。従って、これは逆向き案内溝開口付きのS字状案内溝であり、即ち、その内外案内溝対が自在継手中心平面Eにおいて底部13に向かって開いている。
FIG. 16 shows a constant velocity universal joint having eight balls, and the same reference numerals as those in the above-described drawings are attached to the same components. All of the inner and outer guide groove pairs are formed in the same shape over the circumference. In this case, the
図17に図12における自在継手が示され、即ち、八球式SX自在継手の様式における自在継手が最大屈曲位置において示されている。同一物に図1と同一符号が付され、それらについては上述の説明を参照されたい。1個の球25が屈曲平面(0)において、この球25の脱落を可能とすることなく、球25が外輪との接触を完全に失うほどにその外側案内溝21から突出していることが理解できる。トルク伝達は残り7個の球(1〜7)によって主に行われる。
FIG. 17 shows the universal joint in FIG. 12, i.e. the universal joint in the form of an eight-ball SX universal joint in the maximum bending position. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the above description should be referred to. It is understood that one
図18に、6個の球を備えた等速自在継手が示され、同一物に上述の図と同一符号が付されている。外側案内溝21と内側案内溝22とから成るすべての内外案内溝対は互いに同じであり、これらは、中心がずれた円弧と接線方向に続く直線から成っている。この自在継手はUF(undercut-free tracks)自在継手と呼ばれるように、案内溝はそれぞれ外輪開口の側からアンダーカットされていない。
FIG. 18 shows a constant velocity universal joint having six balls, and the same reference numerals as those in the above-described drawings are attached to the same components. All the pairs of inner and outer guide grooves composed of the
図19に、6個の球を備えた等速自在継手が示され、同一物に上述の図と同一符号が付されている。外側案内溝21と内側案内溝22とから成るすべての内外案内溝対は互いに同じであり、これらは専ら、中心が互いにずれた円弧から成り、これによって、それらは、すべての屈曲位置において球接触の領域に、それぞれ開口側に向けて開いている角度開口を発生している。この種の自在継手はAC(angular contact tracks)自在継手と呼ばれる。
FIG. 19 shows a constant velocity universal joint having six balls, and the same reference numerals as those in the above-described drawings are attached to the same components. All the inner and outer guide groove pairs consisting of the
図20および図21に、それぞれ外側案内溝21、21′および内側案内溝22、22′から成る対を成して隣接する内外案内溝対を有する等速自在継手が示されている。それらの内外案内溝対は、互いに平行な平面P1、P1′;P2、P2′内を延び、即ち、内外案内溝対の中心線は、中心軸線を通る半径方向の平面内には位置せず、中心軸線を通る半径方向の平面から逆向きにそれぞれ同じ距離を隔てられた平面内に位置している。その場合、好適には、図20b)におけるA−A断面から理解できるように、唯一のポケット穴28にそれぞれ2個の球25、25′が保持されている。内外案内溝対の案内溝形状は円周にわたり互いに同じであり、ここでも、逆向き開口付きのS字状案内溝が実現され、これは、図21b)で理解できるように、自在継手中心平面Eにおいて底部に向けて広がっている。この自在継手は、二対形案内溝と呼ぶべき案内溝に応じて、TBJ自在継手(ツインボールジョイント)と呼ばれる。
FIGS. 20 and 21 show a constant velocity universal joint having a pair of adjacent inner and outer guide grooves in a pair of
以下、図22〜図26について共通して説明する。同一物に上述の図と同一符号が付され、それらについては上述の説明を参照されたい。種々示された案内溝の形状に対してそれぞれ、自在継手中心平面Eから案内溝終縁32までの最大間隔L4が記されており、これらはそれぞれ外側案内溝21の案内溝底に関する。矢印P1、P2はそれぞれ、球からトルク作用下で保持器に与えられる軸方向力(スラスト)を表している。
Hereinafter, FIGS. 22 to 26 will be described in common. The same reference numerals are attached to the same components as those in the above-described drawings, and the above description is referred to for those components. For each of the various guide groove shapes shown, the maximum distance L 4 from the universal joint center plane E to the guide
上述したすべての自在継手は、外輪と内輪との軸方向相対変位を許さず、場所が固定された自在継手中心Mを有し、この中心Mで外輪および内輪の軸線が交差している、本発明に基づく固定式自在継手である。 All of the universal joints described above have a universal joint center M that does not allow relative displacement in the axial direction between the outer ring and the inner ring and that has a fixed location, and the axes of the outer ring and the inner ring intersect at this center M. It is a fixed universal joint based on the invention.
11 自在継手
12 外輪
13 底部
14 ジャーナル
15 外輪開口
16 内輪
17 差込み孔
18 軸
211 第1外側案内溝
221 第1内側案内溝
212 第2外側案内溝
222 第2内側案内溝
25 球
27 保持器
28 ポケット穴
29 環状円錐面(ストッパ面)
32 案内溝終縁
33 ポケット穴外周縁
37 母線(外周面)
11
32 Guide
Claims (20)
前記外側案内溝(21)と内側案内溝(22)から成る内外案内溝対(21、22)の少なくとも一部が、自在継手の伸張時、自在継手中心平面において底部(13)に向けて開いており、
前記自在継手の最大屈曲角(βmax)の際、少なくとも1個の球(25)が、外輪(12)の開口(15)において外側案内溝(21)から、球(25)の中心Kが、前記自在継手中心平面Eから軸平行距離L1を有し、かつ開口円錐面から軸平行距離L3を有するように突出し、そのL1/L3が2.9未満であり、
さらに、前記自在継手の最大屈曲角(β max )の際、少なくとも1個の球(25)が、外側案内溝(21)の案内溝表面と環状ストッパ面(29)との間に形成された案内溝終縁(32)および前記保持器(27)の対応したポケット穴(28)の外周縁(33)によって保持されていることを特徴とする固定式等速自在継手。 The outer ring (12) with the outer guide groove (21), the inner ring (16) with the inner guide groove (22), the inner and outer guide groove pairs formed by the outer guide groove (21) and the inner guide groove (22) are guided. A plurality of balls (25) for transmitting torque, a cage (27) having a plurality of pocket holes (28) distributed in the circumferential direction, and an outer ring (12) forming an annular stopper surface (29). And a plurality of spheres (25) in the pocket hole (28) having at least one opening (15) and a shaft (18) passing through the outer ring opening (15) and coupled to the inner ring (16). Are held in the common universal joint center plane E when the universal joint is extended, and are guided on the bisector of the operating angle when the universal joint is bent, and when the maximum bending angle β max of the universal joint is The shaft (18) hits the annular stopper surface (29) and the annular stopper surface ( The generatrix of the shaft (18) impinging on 9) is a fixed type constant velocity universal joint has occurred an opening conical surface (11),
At least a part of the inner / outer guide groove pair (21, 22) including the outer guide groove (21) and the inner guide groove (22) opens toward the bottom (13) in the universal joint center plane when the universal joint is extended. And
At the maximum bending angle (β max ) of the universal joint, at least one sphere (25) moves from the outer guide groove (21) in the opening (15) of the outer ring (12) to the center K of the sphere (25). , the universal joint center has a planar axially parallel distance L 1 from E, and protrude so as to have an axis parallel distance L 3 from the opening cone surface, Ri the L 1 / L 3 is der less than 2.9,
Furthermore, at the time of the maximum bending angle (β max ) of the universal joint , at least one sphere (25) is formed between the guide groove surface of the outer guide groove (21) and the annular stopper surface (29). the corresponding fixed type constant velocity universal joint hand, characterized that you have been retained by the outer peripheral edge (33) of the pocket bore (28) of the guide Mizotsuien (32) and said retainer (27).
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